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基于ADSL技術的校園網(wǎng)的組建?
基于ADSL技術的校園網(wǎng)的組建?
楊梭生 李花?
(中國礦業(yè)大學)??
摘要 本文詳細地介紹了ADSL技術的基本原理和一個基于DSL技術的校園網(wǎng)的設計思想、功能特點、實現(xiàn)方法及應用。它為網(wǎng)絡設計人員提供了一種組建校園網(wǎng)的新思路和新方法。關鍵詞 非對稱數(shù)字用戶線路，ADSL調制解調器，數(shù)字用戶線接入復用設備，校園網(wǎng)
隨著近年來電信資費的調整，政府上網(wǎng)工程的啟動，企業(yè)建網(wǎng)熱潮的深化，電子商務走向應用，可以預期新的一輪上網(wǎng)熱潮正在到來。再加上網(wǎng)絡應用的進一步深化，以視頻點播(VOD)、電視會議、網(wǎng)上購物等交互式應用為代表的新的業(yè)務類型的出現(xiàn)，用戶對數(shù)據(jù)通信的速率提出了更高的要求。接入網(wǎng)作為網(wǎng)絡系統(tǒng)中的“最后一公里”正引起人們越來越多的注意。但是由于種種原因，用戶的接入速率尚不能滿足多媒體應用的需求，正因如此，ADSL、Cable Modem等新一代的高速接入技術被推向了臺前，頻頻曝光。?
本文主要介紹ADSL技術。一方面，ADSL技術是基于現(xiàn)有的雙絞銅線的基礎上，在我國目前的實際情況下更經(jīng)濟也更易于實現(xiàn)，有望成為下一代主流的用戶接入方式；另一方面，由于我國絕大部分城市的電信部門尚不支持ADSL技術(只是在我國的深圳以及上海、北京的某些小區(qū)作為試點，進行了ADSL技術的試驗)，所以我們只提供了一個基于ADSL技術的校園網(wǎng)解決方案。?
1.ADSL技術的發(fā)展背景?
隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，尤其是Internet的迅速發(fā)展，使得接入技術日益受到人們的重視。在過去的幾年間，基于銅線的接入技術取得了飛速的發(fā)展，包括使用V系列調制解調器的接入和xDSL技術。使用調制解調器通過電話線(雙絞銅線)來實現(xiàn)網(wǎng)絡的接入是最簡單、最經(jīng)濟的方法，但是它受到調制解調器速率的限制。雖然經(jīng)過了人們的努力，調制解調器的速率由最初的2.4kbit/s速率一路攀升，先后經(jīng)歷了9.6kbit/s、14.4kbit/s、28.8kbit/s、33.6kbit/s。但是由于V系列調制解調器所使用頻帶受到限制(為3400Hz)，所以幾乎已經(jīng)無法繼續(xù)提高速率。那么，在現(xiàn)有的銅線上，如何進一步提高網(wǎng)絡的接入速率呢?各種DSL(Digital Subscriber Line 數(shù)字用戶線)技術就成為最佳的方案。?
在眾多的DSL技術中，ADSL
技術是比較有代表性的，它對更新Internet訪問的應用范圍，如視頻點播(Video?on?demand)和電視會議(Teleconferencing)等，具有實際意義。下面，我們就ADSL技術作一簡單的介紹。?
2.ADSL的工作原理
ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)，中文名字叫非對稱數(shù)字用戶線路。當在電話線兩端分別放置ADSL MODEM時，在這段電話線上便產(chǎn)生了三個信息通道：一個速率為1.5Mbps?9Mbps的高速下行通道，用于用戶下載信息；一個速率為16kbps?1Mbps的中速雙工通道；一個普通的老式電話服務通道；而且這三個通道可以同時工作。(當然，具體的通信速率還依賴線路的質量和長度而定。一般來說，有效傳輸距離在3-5公里范圍以內。)你可以在下載文件的同時在網(wǎng)上觀賞視頻節(jié)目，并不影響電話的使用。最重要的是這一切都是在一根電話線上同時進行的。?
ADSL靠什么實現(xiàn)這一切呢?說起來，ADSL的內部十分復雜。它采用了高級的數(shù)字信號處理技術和新的算法壓縮數(shù)據(jù)，使大量的信息得以在網(wǎng)上高速傳輸。我們知道，在現(xiàn)有的較長的銅制雙絞線(普通電話線)上傳送數(shù)據(jù)，其對信號的衰減是十分嚴重的，ADSL在如此惡劣的環(huán)境下實現(xiàn)了大的動態(tài)范圍，分離的通道，以及保持低噪聲干擾，其難度可想而知，難怪有人說，ADSL是調制解調技術的一個奇跡。?
為了在電話線上分隔有效帶寬，產(chǎn)生多路信道，ADSL調制解調器一般采用兩種方法實現(xiàn)，頻分多路復用(FDM)或回波消除(Echo Cancellation)技術。FDM在現(xiàn)有帶寬中分配一段頻帶作為數(shù)據(jù)下行通道，同時分配另一段頻帶作為數(shù)據(jù)上行通道。下行通道通過時分多路復用(TDM)技術再分為多個高速信道和低速信道。同樣，上行通道也由多路低速信道組成。而回波消除技術則使上行頻帶與下行頻帶疊加，通過本地回波抵消來區(qū)分兩頻帶。此技術來源于V.32和V.34調制解調器中，它非常有效地使用了有限的帶寬，但從復雜性和價格來說，其代價較大。當然，無論使用兩種技術中的哪一種，ADSL都會分離出4kHz的頻帶用于老式電話服務(POTS)。?
當前，ADSL調制解調設備多采用3種線路編碼技術，分別稱為抑制載波幅度和相位(carrier?less amplitude and phase,CAP),離散多音復用(discrete multitone,DMT)，以及離散小波多音復用(discrete wavelet multitone,DWMT)。其中CAP的基礎是正交幅度調制(QAM)，在CAP中，數(shù)據(jù)被調制到單一載波之上；而在DMT中，數(shù)據(jù)被調制到多個載波之上，每個載波上的數(shù)據(jù)使用QAM進行調制。DMT中使用為大家熟知的快速傅里葉變換算法做數(shù)字信號處理，而在DWMT中，則用近年來新興的小波變換算法代替快速傅里葉變換。一個ADSL調制解調器將多路下行通道中，雙工通道中以及維護信道中的數(shù)據(jù)流組合成數(shù)據(jù)塊(block)，并在每一數(shù)據(jù)塊中附加糾錯代碼，接收端則通過此糾錯代碼對在傳輸過程中產(chǎn)生的誤碼進行糾錯。實驗表明，此糾錯編碼技術完全可以達到MPEG?2和其他數(shù)字圖像壓縮方法的要求。?
非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)與以往調制解調技術的主要區(qū)別在于其上下行速率是非對稱的，即上下行速率不相等，ADSL技術的高下行速率和相對而言較慢的上行速率非常適于做Internet/Intranet瀏覽使用。?
3. ADSL的特點?
1)ADSL具有V系列調制解調器無法比擬的數(shù)據(jù)速率。?
2)ADSL技術是基于雙絞銅線的，因此ADSL有著廣闊的應用基礎。在全球范圍內，有7億門電話銅線。在我國，電話網(wǎng)的規(guī)模已經(jīng)躍居到全球第二位，其中，程控化的比重高達99.7%，這為ADSL技術在我國的應用提供了良好的基礎。?
3)ADSL技術具有高性能價格比。ADSL技術利用傳統(tǒng)電話網(wǎng)的雙絞銅線，并且在同一條雙絞銅線上可以實現(xiàn)語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓泊�，因此不需要另外鋪設傳輸線，從而大大節(jié)約了成本。?
4)ADSL與Cable Modem相比，具有獨占帶寬的特點。利用有線電視網(wǎng)進行多媒體的傳輸，雖然可以取得較高的帶寬，但當上網(wǎng)用戶的數(shù)目增加時，因其是共享帶寬，所以每個用戶擁有的帶寬將急劇下降；而ADSL是基于電話銅線的，每個用戶獨占帶寬，不會因上網(wǎng)的用戶數(shù)目的增加而影響帶寬。?
5)ADSL的上下行速率是非對稱的。ADSL技術的高下行速率和相對而言較慢的上行速率非常適于做Internet/Intranet瀏覽使用。?
4. ADSL所需設備?
在用戶端，需要安裝ADSL調制解調器。用戶的計算機通過調制解調器連接到普通的電話線上。在ADSL調制解調器中有一個用于信號分離的芯片，叫做POTS Filter。從電話線傳來的信號通過它被分成兩路，一路用于傳送語音，另一路用于傳送數(shù)據(jù)。傳送數(shù)據(jù)的信號會在經(jīng)過一個信道分離器(Channel Separator)，分成上行和下行兩個信道。?
在交換局端的設備是DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer：數(shù)字用戶線接入復用設備)，它的作用是將ADSL用戶連接到高速骨干網(wǎng)上。在交換局的DSLAM設備之前也有一個ADSL調制解調器，其中也有POTS Filter，所以從用戶端傳來的信號通過ADSL調制解調器后被分成兩路，一路是語音信號，它被送往交換局的PSTN(Public Switched Telephone Network：公用電話網(wǎng))設備，另一路用來傳送數(shù)據(jù)，則送往DSLAM設備，通過DSLAM設備傳送到骨干網(wǎng)上。一般情況下，DSLAM設備都與ATM網(wǎng)絡相連。
5. ADSL應用范圍
ADSL的應用范圍很廣，主要包括以下幾個方面：?
1)遠程教學?
通過ADSL寬帶網(wǎng)絡，可以使地處不同地域的校園組成一個網(wǎng)上的虛擬校園，方便地實現(xiàn)遠程教學。?
?電視轉播?
通過ADSL寬帶網(wǎng)絡，可以高速地實現(xiàn)視頻與音頻信號的傳輸，方便地進行電視轉播。?
?網(wǎng)上購物?
通過ADSL寬帶網(wǎng)絡，可實現(xiàn)快速的商品瀏覽，可以觀看到商品的清晰圖片，視頻介紹，音頻
解說。在銀行，信用卡機構的幫助下，可以在網(wǎng)上選購所需的商品及服務。?
?小區(qū)信息發(fā)布?
小區(qū)物業(yè)可以通過ADSL寬帶網(wǎng)將各種信息放在網(wǎng)絡上，不需要再另行發(fā)放各種通知。例如：
購物指南，房地產(chǎn)報價，參考資料，旅游服務，影視信息，物業(yè)收費通知，證券信息等。?
?視頻點播?
VOD即視頻點播，是一種交互式操作，可以根據(jù)用戶自己的喜好與需要通過網(wǎng)絡點播不同類
型的視頻節(jié)目，在計算機上觀看。也可以利用計算機上的視頻卡的視頻輸出功能通過S?端
子在大屏幕電視，家庭影院上觀看。?
?視頻會議?
通過ADSL寬帶的網(wǎng)絡連接，使得進行高畫質，高音質的實時視頻會議成為一件非常輕松的事
情。?
〖HS2〗〖HT5”H〗6〓ADSL技術應用解決方案?〖HT5”SS〗
下面我們就以某大學為例，來說明如何利用ADSL技術實現(xiàn)多媒體局域網(wǎng)的組建工作。?
1)系統(tǒng)現(xiàn)狀?
某大學由三個校園組成?
A.外地校園，已建有校園網(wǎng)?
B.西校園，已建有校園網(wǎng)?
C.東校園，無校園網(wǎng)?
三校園之間，通過DDN接口組成遠程教學與會議網(wǎng)絡。?
現(xiàn)在要解決的問題是東校園的校園網(wǎng)的組建問題。組建校園網(wǎng)的方案很多，在這里讓我們看
一看如何利用ADSL技術來解決這一問題。?
2)系統(tǒng)目標及功能?
首先，我們分析一下東校園的現(xiàn)有設備情況：?
*+通信線路?
學校建有一個內部電話網(wǎng)絡，幾乎所有科室，以及處級以上干部家都配有分機。利用現(xiàn)有的
線路組路組建校園可節(jié)省費用和人力，如將來要擴建，利用自己的技術力量就可完成。?
*+計算機及硬件資源?
學校擁有一個計算機中心、多個語音教室和多媒體教室，所有科室均配有計算機、打印機、
掃描儀等硬件設備，多媒體教室還配有投影儀、實物展臺等。?
*+視聽器材?
學校擁有一個電教中心，配有攝像機、錄像機、錄音機以及視聽編輯設備。根據(jù)學校的具體
〖FL)〗〖LM〗〖PSS2，+58mm。123mm，BP〗?〖FL(K2〗
情況，將系統(tǒng)目標定為近期目標和遠期目標。?
近期目標?
利用東校園現(xiàn)有的設備(主要是校內內部電話網(wǎng)絡)，組建基于ADSL技術的校園網(wǎng)，主要實現(xiàn)
：?
?視頻會議?
實現(xiàn)在校園網(wǎng)上召開視頻會議。教職工可在自己的辦公室，甚至在家里(學校北院家屬宿舍)
就可參加會議。?
?多媒體教學?
實現(xiàn)在校園網(wǎng)上的多媒體教學，學生可在教室或集體宿舍上課，可節(jié)省各種教學資源(如教
室、設備、教師等)。?
?辦公自動化?
實現(xiàn)在校園網(wǎng)上的辦公自動化，從而進一步實現(xiàn)“無紙”辦公。?
?視頻點播?
?計算機協(xié)同工作?
實現(xiàn)在校園網(wǎng)上的協(xié)同設計、協(xié)同寫作等。?
?其它?
實現(xiàn)在多媒體局域網(wǎng)上收發(fā)電子郵件、BBS等功能。?
如能實現(xiàn)以上的功能，可以實現(xiàn)以下目標：?
*4資源共享?
實現(xiàn)場地、設備等的共享，大大提高辦學資源的利用率。?
*4緩解師資不足的矛盾?
*4提高辦公效率?
*4使東校園及其學生宿舍、家屬宿舍組成一個數(shù)字化小區(qū)。?
遠期目標?
第一步〓利用DDN實現(xiàn)三個校園網(wǎng)的網(wǎng)絡互聯(lián)。?
第二步〓利用ADSL實現(xiàn)三個校園網(wǎng)的網(wǎng)絡互聯(lián)(將來電信普遍支持ADSL后)。?
3)系統(tǒng)設計及網(wǎng)絡結構?
初步?jīng)Q定利用ADSL技術來組建東校園的校園網(wǎng)，理由如下：?
可利用學�，F(xiàn)有的內部電話線路和設備。這樣做的好處是可以做到在不影響原有電話使用
的條件下提供相互連接和上網(wǎng)的功能；?
每個用戶獨占帶寬，且下載速率比較高，比較適合如局部視頻會議，視頻點播，計算機教
學，數(shù)字化小區(qū)等的需要；?
由于ADSL的前景看好，如果我國電信支持ADSL技術后，現(xiàn)有基于ADSL技術的網(wǎng)絡可比較容
易地支持寬帶遠程服務。?
當然，利用現(xiàn)有的電話系統(tǒng)組建基于ADSL技術的校園網(wǎng)，要對原有的電話系統(tǒng)做一些改造。
這種改造分為用戶端和總機端。?
用戶端電話系統(tǒng)的變化只是加入了一個濾波器和一個ADSL的調制解調器。對原有的電話線路
不需要作改動。ADSL的調制解調器一頭連接著濾波器過來的DSL信號，一頭連接HUB(集線器)
或SWITCH(網(wǎng)絡交換機)。如果計算機訪問內部的計算機，則通過HUB即可；如果訪問外部的
則先通過HUB再通過ADSL Modem。?
增加運行代理服務器軟件的代理服務器，則本網(wǎng)計算機即可訪問Internet。?
學�？倷C房的交換機作如下的處理：?
在交換機房的改動是加入了一個濾波器，將ADSL的高頻信號在進入電話交換機前分離開來。
高頻ADSL信號送到ADSL的Modem中，電話信號送入交換機。接入的模型圖如圖1�！糉L)〗
?
〖CRS3，BP〗?
〖HT5”H〗〖JZ〗圖〓1〖HT5”SS〗
〖FL(K2〗〓〓
整個網(wǎng)絡被劃分成以下幾個部分：?
?教務LAN?
主要用于學生、師資和教材等的管理。?
?財務LAN?
?圖書館LAN?
主要用于圖書與期刊的采購、編目、檢索、借閱等管理。?
?中心LAN?
主要用于提供和管理各種資源，并向用戶提供各類服務。?
整個網(wǎng)絡的結構如圖2。〖FL)〗
?
〖CRS4，BP〗?
〖HT5”H〗〖JZ(〗圖〓2〖JZ)〗
〖HT5”SS〗
〖FL(K2〗〖HT5”H〗7〓結束語?〖KH-*2〗?〖HT5”SS〗
由于ADSL技術還不是很成熟，沒有一個統(tǒng)一的標準，我國電信也不支持它，所以我們只就基
于ADSL技術的校園網(wǎng)的建設作了一下簡單的討論。其中肯定存在不妥，甚至是錯誤之處，望
讀者給予批評指正�！�
FL)〗
〖HT〗〖HS(7〗〖HT2BS〗〖JZ(〗Internet/Intranet技術在辦公?自動化中的應用〖JZ)〗
〖HS)〗
〖HT4”K〗〖JZ〗王惠森〓〓〓〓〓魏〓智〓?
〖HT5”F〗〖JZ〗（天津航海儀器研究所)〓(河北工業(yè)大學機械學院）??
〖HK40〗〖HT5Y3〗摘〓要〓〖HT5”K〗基于幾個工程系統(tǒng)的開發(fā)實踐，結合辦公自動化的
特點，闡述了應用現(xiàn)代Internet/Intranet技術開發(fā)自動化辦公系統(tǒng)的主要特征、技術關鍵
和構造過程。?
〖HT5Y3〗關鍵詞〓〖HT5”K〗辦公自動化〓 INTERNET網(wǎng)〓 INTRANET網(wǎng)〓 應用系統(tǒng)
?〖HK〗〖HT〗?〖HT5”SS〗〖FL(K2〗
〖HS2〗〖HT5”H〗1〓前言〖HT5”SS〗?
基于局域網(wǎng)的辦公自動化系統(tǒng)，利用計算機網(wǎng)
絡環(huán)境建立的辦公自動化系統(tǒng)可有多種，比如，可以用各種關系型數(shù)據(jù)庫工具開發(fā)采用Clie
nt/Server結構的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)辦公自動化，也可以基于文檔型數(shù)據(jù)庫工具（如Lotus Notes
）來開發(fā)事務流型辦公系統(tǒng)。這些系統(tǒng)雖然各有優(yōu)點（技術成熟、性能穩(wěn)定等），但如果希
望既能滿足單位內部（局域網(wǎng)）辦公又能滿足集團（廣域網(wǎng)）辦公的雙重需要時，以上兩種
辦公系統(tǒng)便暴露出不可克服的弱點，要么投資太大（比如需申請專線），要么由于應用站點
分散，客戶端程序不便維護。鑒于此，如何抓住Internet/Intranet技術大發(fā)展的機遇，利
用Internet/Intranet技術來開發(fā)新一代辦公自動化系統(tǒng)，已成為各相關部門所關注的重要
課題。?
〖HS2〗〖HT5”H〗2〓辦公自動化的主要特點〖HT5”SS〗?
無論開發(fā)何種辦公自動化軟件系統(tǒng)，我們都需要清楚辦公自動化究竟
包含那些方面和內容。通常認為將辦公室日常處理各種事務和信息的過程，在辦公主體——
人的控制下，利用現(xiàn)代工具和手段自動完成，這就是辦公自動化。從信息處理的多層面和復
雜性來講，辦公自動化可分以下三個層面或階段：?
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